JP2881252B2 - 止水層の構築方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、地下構造物を構築する際に、遮水、保水等
を目的として止水剤を注入することにより地盤中に構築
する止水層の構築方法に関するものである。

［従来の技術］ 地下構造物を構築する場合に、地下構造物内に地下水
が侵入しないように、止水する必要がある。

斯かる止水方法としては、従来より、薬液注入工法、
連続地中壁工法あるいは柱列壁工法等が提供実施されて
いる。

薬液注入工法は、水ガラスを主成分とした薬液を対象
層に圧入して止水層を構築することにより、地下構造物
構築地盤に地下水が入らないようにしたり、地盤中に水
を溜るなどする工法である。

連続地中壁工法あるいは柱列壁工法は、コンクリート
やモルタル製の壁や柱を地盤中に複数連設して連続壁体
を構築することにより、地下構造物構築地盤に地下水が
入らないようにしたり外部地場による土圧に対抗する工
法である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来技術には以下に掲げる問題点
があった。

従来の薬液注入工法のような化学的に固結する材料を
用いた場合、地盤中に注入した薬液はすぐに凝固するた
め、続いて注入された薬液はこの凝固層を破壊しながら
浸透することになる。そして、凝固層が厚くなると、も
はや注入できなくなるという問題点があった。また、各
注入孔からの凝固体は隣接する凝固体に密に接触させる
ことは難しいので、当該工法により構築した止水層は連
続性が低いため止水効果の信頼性があまり期待できない
という問題点があった。また、上記薬液は高価であるた
め施工経費を軽減すべく、対象層（止水層を構築すべき
層）の近くまで掘削しなければならない等、薬液注入工
法の施工は繁雑であるという問題点があった。

また、連続地中壁や柱列壁においては、ガイドウォー
ル（幅約2m、深さ3m）を構築して施工しなければなら
ず、また連続地中壁や柱列壁を構築するために要する機
械は大重量なため、それが傾かないように施工現場を締
め固めなければならない等、連続地中壁や柱列壁工法の
施工は繁雑であるという問題点があった。

本発明は、斯かる問題点に鑑みてなされたものであ
り、その課題とするところは、従来技術に比べて、連続
性が良く信頼性の高い止水層を簡単に構築することがで
きる止水層の構築方法を提供する点にある。

［課題を解決するための手段］ 請求項１記載の発明の要旨は、遮水、保水等を目的と
して止水剤を注入することにより地盤中に構築する止水
層の構築方法であって、前記止水剤として、温度の上昇
によって溶解し温度の低下により地中常温においてゲル
化するゾル状物質を用いることを特徴とした止水層の構
築方法に存する。

請求項２記載の発明の要旨は、対象層に前記止水剤を
注入するととももに、前記地盤から揚水することを特徴
とした請求項１記載の止水層の構築方法に存する。

請求項３記載の発明の要旨は、地盤内の止水層構築部
分への前記止水剤の注入と、前記地盤からの揚水とを交
互に繰り返して行うことを特徴とした請求項１記載の止
水層の構築方法に存する。

請求項４記載の発明の要旨は、地盤内の止水層構築部
分に前記止水剤を注入する前に前記地盤を加熱又は前記
地盤中の地下水を加熱循環することを特徴とした請求項
１、請求項２又は請求項３記載の止水層の構築方法に存
する。

［作用］ 本発明に係る止水剤は、水ガラスのような凝固反応に
よって硬化するのではなく、熱による構造変化によって
硬化するため、温度を所定値より高く保つことにより、
地盤中に均一に浸透性させることができる。そして、地
中常温においてゲル化する。したがって、本発明は所定
の対象地盤中に連続性の極めて高い止水層の構築を可能
とする。

前記止水剤は連続性が低いため、従来技術のように止
水層を構築すべき対象層まで掘削しなくてもよく、施工
経費が低減できる。また、従来技術のように大重量の機
械を必要としないため施工現場を締め固める必要はな
い。それ故、本発明は従来技術に比べて簡単に止水層を
構築することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に
説明する。ただし本実施例に記載されている構成部品の
寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な
記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限
定する趣旨のものでなく、単なる説明例にすぎない。

本実施例に係る止水層の構築方法の構成について第１
図を用いて説明する。

まず、寒天粉末を温水に溶かし、寒天溶液（止水剤）
１を造る。なお、寒天は80〜90℃で水に溶解するが、凝
固温度は30〜40℃であるので、圧入途中でゲル化するこ
とがないように前記温水の温度はなるべく高い方が良
い。

次いで、注入井６を設ける。当該注入井６は、第１図
（イ）及び第１図（ロ）に示すように地表から対象層４
まで至り、対象地盤５（地盤改良を行う部分）の中央部
を掘削し鋼管6aを圧入することにより設けたものであ
る。当該鋼管6aは対象層４に存する部分にスリットを有
する有低管である。

次いて、寒天溶液１を、対象層４に前記注入井６（鋼
管6a）から注入する。注入するには第１図（イ）に示す
ように地下水位以上に前記寒天溶液１を入れることによ
り自然注入することができる。なお、コンプレッサー
等、本発明を実施するうえで好適なものを用いて強制的
な圧入することもできる。

次に、以上のように構成した止水層３の構築方法の作
用について説明する。

前記寒天溶液１は地下水面より水頭が高いので対象層
４に浸透していく。

前記寒天溶液１は対象層４において熱を放出しゲル化
する。ゲル化した寒天溶液１（以下、「寒天凝固体２」
と称する）は前記対象層４において止水層３を形成す
る。なお、80〜90〜までの温度の上昇がない限り再びゾ
ル化することがないので、通常の地盤条件であればゲル
状状態を保つ。

前記寒天溶液１は温度によって凝固するので、の地盤
中における浸透性は、水ガラスに比べて高い。

前記寒天溶液１は水ガラスに比べて安価である。した
がって、従来技術のように止水層３を構築すべき対象層
４まで掘削しなくても施工経費が高くなることはない。
また、従来技術のように大重量の機械を必要としないた
め施工現場を締め固める必要はない。

次に、以上のように構成した止水層３の構築方法の効
果について説明する。

前記寒天溶液１の地盤中における浸透性は、水ガラス
に比べて高く、従来技術のように対象層４まで掘削しな
くてもすみ、さらに施工現場を締め固める必要もないの
で、本実施例によれば連続性の高い止水層３を簡単に構
築することができる。

さらに、寒天粉末は、砂、シルト、粘度に比べて比重
が小さいので、前記寒天凝固体２により圧密を起こすこ
と及び後述する山止壁９に与える影響が少ない。

また、前記寒天凝固体２はコンクリートや、水ガラス
による地盤改良度に比べ柔軟性があるので、圧密、地下
水位低下等による地盤変形に対する追従性が高く、ひび
割れなどが生じにくい止水層３を構築することができ
る。

また、前記寒天凝固体２は水ガラスに比べて耐久性が
高いので、前記止水層３は従来技術に比べて耐久性が高
い止水層３を構築することができる。

また、寒天は乾燥状体では固体なので保管及び取り扱
いが容易である。

また、寒天は反応性に乏しいので、種々の材料、例え
ば、ベントナイト、砂、防腐剤等を寒天溶液１に混合す
ることができる。ベントナイトを混合した場合には強度
を増加することができ（寒天１％溶液にベントナイト３
％を加えると、強度を50％増加することができる）、砂
を加えた場合には寒天溶液１の単位重量を大きくするこ
とができ、防腐剤を加えた場合には寒天凝固体２が腐る
ことを防止できる。

寒天粉末は水溶性なので、止水剤を造るのが容易であ
る。

なお、本実施においては止水剤として寒天溶液１を用
いたが、本発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、
本発明においては他のもの、例えば寒天以外のコラーゲ
ン溶液その他の多糖類の溶液等、本発明を実施するうえ
で好適なものを用いることができる。

また、前記注入井６は単数であるが、本発明の範囲を
それに限定する趣旨ではなく、本発明においては複数の
前記注入井６を構築することもできる。斯かる場合にお
ける前記注入井６の構築位置としては、第２図に示すよ
うに掘削部８外周に設けたり、第３図に示すように山止
壁９（山止めを目的として構築した柱列杭、シートパイ
ル等）外周に設けることができる。山止壁９の外周に前
記注入井６を設けた場合は、山止壁９の下端から地下水
が廻り込むことがなくなるので、山止壁９の根入れ長を
短くすることができる。また、上記実施例においては前
記注入井６の近傍から揚水することはなかったが、本発
明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、本発明におい
ては、前記注入井６の近傍に揚水井７を設け、当該揚水
共７から揚水することもできる。斯かる場合においては
地下水と寒天溶液１とが置換するため、より止水性、連
続性、追従性等が高い止水層３を構築することができ
る。揚水井７としては、ウェルポイント等、本発明を実
施するうえで好適なものを用いて行えば良い。揚水井７
を設ける方法としては、第４図に示すように前記注入井
６を対象地盤５の中央に設け対象地盤５外側に揚水井７
を設ける方法、第５図に示すように対象地盤５の外側に
前記注入井６と揚水井７とを交互に設ける方法、第６図
に示すように前記注入井６を対象地盤５の外側に設け揚
水井７を対象地盤５の中央に設ける方法、第７図に示す
ように山止壁９の外側に注入井６を設け当該山止壁９が
囲繞する地盤の中央に揚水共７を設ける方法、第８図に
示すように山止壁９の外側に前記注入井６と揚水井７と
を交互に設ける方法等、本発明を実施するうえで好適な
方法を採用することができる。なお、上記図中１点鎖線
は地下水位を表し、２点鎖線は水頭を表す線である。

また、砂質層に前記寒天溶液１を注入した場合には係
る地盤強度を向上できる。寒天凝固体２には数ton/m²粘
着力があり、その粘着力により砂質層の剪断強度が増大
するからである。

また、前記注入井６及び前記揚水井７から、寒天溶液
１の注入と地下水の揚水とを交互に繰り返すこともでき
る。

また、地下水を加熱することなく寒天溶液１を注入し
たが、本発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、本
発明においては溶液の注入前に事前に地下水を加熱、循
環させて対象地盤を加熱することもできる。斯かる場合
においては寒天溶液１の注入途中での凝固を防止するこ
とができる。

［発明の効果］ 本発明は、以上のように構成しているので、以下に記
載するような効果を奏する。

本発明に係る止水剤の地盤中における浸透性は、水ガ
ラスに比べて高く、従来技術のように止水層を構築すべ
き対象層まで掘削しなくてもすみ、さらに施工現場を締
め固める必要もないので、本発明は連続性のきわめて高
い止水層を簡単に構築することができる止水層の構築方
法を提供することができる。

したがって、本発明によれば従来技術に比べて止水層
構築に係る、施工経費及び労力を軽減し、施工期間を短
縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）乃至第８図（ロ）は本発明の実施例を示す
ものであり、第１図（イ）、第２図（イ）、第３図
（イ）、第４図（イ）、第５図（イ）、第６図（イ）、
第７図（イ）及び第８図（イ）は平面図、第１図（ロ）
は第１図（イ）のａ−ａ線縦断面図、第２図（ロ）は第
２図（イ）のｂ−ｂ線の縦断面図、第３図（ロ）は第３
図（イ）のｃ−ｃ線の縦断面図、第４図（ロ）は第４図
（イ）のｄ−ｄ線の縦断面図、第５図（ロ）は第５図
（イ）のｅ−ｅ線縦断面図、第６図（ロ）は第６図
（イ）のｆ−ｆ線縦断面図、第７図（ロ）は第７図
（イ）のｇ−ｇ線縦断面図、第８図（ロ）は第８図
（イ）のｈ−ｈ線縦断面図である。 １……寒天溶液（止水剤）、２……寒天凝固体、３……
止水層、４……対象層、５……対象地盤、６……注入
井、７……揚水井、８……掘削部、９……山止壁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀内 澄夫 東京都中央区京橋２丁目16番１号 清水 建設株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−244014（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−53890（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−244916（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02D 19/16 E02D 5/18 102

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】遮水、保水等を目的として止水剤を注入す
   ることにより地盤中に構築する止水層の構築方法であっ
   て、前記止水剤として、温度の上昇によって溶解し温度
   の低下により地中常温においてゲル化するゾル状物質を
   用いることを特徴とした止水層の構築方法。
2. 【請求項２】対象層に前記止水剤を注入するとともに、
   前記地盤から揚水することを特徴とした請求項１記載の
   止水層の構築方法。
3. 【請求項３】地盤内の止水層構築部分への前記止水剤の
   注入と、前記地盤からの揚水とを交互に繰り返して行う
   ことを特徴とした請求項１記載の止水層の構築方法。
4. 【請求項４】地盤内の止水層構築部分に前記止水剤を注
   入する前に前記地盤を加熱又は前記地盤中の地下水を加
   熱循環することを特徴とした請求項１、請求項２又は請
   求項３記載の止水層の構築方法。